Question

学校新近买了30套总质量为300千克的实验器材，每套一箱。实验员需要把这批实验器材搬运到15米高的实验室。

（1）该实验员在搬运中，对实验器材总共做功_____焦；

（2）假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示，每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t与所搬运物体的质量m关系如表所示，那么他搬完全部箱子，且回到开始搬运处，所用最短时间为_____秒（计算结果精确到0.1）。

搬运质量m/kg	10	20	30
时间t/s	40	60	70

Answer

4.5×104 1518.2

【解析】

(1)实验器材受到的总重力：G＝mg＝300kg×9.8N/kg＝2940N，

实验员在搬运中对实验器材做的功：W＝Fs＝2940N×15m＝44100J，(2)从P−m图象中得出，当一次搬运10kg、20kg、30kg时人的功率分别为：P1＝40W、P2＝60W、P3＝55W，

∵P＝，三种搬运方法对实验器材做的相同，W＝44100J，∴三种方法搬运实验器材上楼用的时间：t1＝＝1102.5s，t2＝＝735s，t3＝≈801.8s，

三种方法搬起箱子、放下箱子和下楼的时间：t′1＝40s×＝1200s，t′2＝60s×g＝900s，t′3＝70s×＝700s，三种搬运方法用的总时间：t总1＝t1+t′1＝1102.5s+1200s＝2302.5s，

t总2＝t2+t′2＝735s+900s＝1635s，t总3＝t3+t′3＝801.8s+700s＝1501.8s，∴所用最短时间为1501.8s.